Новосибирск, Россия, 30 мая – 4 июня 2011 г.

Международная конференция
«Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, эксперимент и практика», посвященная 90-летию со дня рождения академика Н.Н. Яненко
№ гос. регистрации 0321101160, ISBN 978-5-905569-01-2

Ефимова А.А.  

Использование метода частиц-в-ячейках для численного моделирования нагрева плазмы релятивистским электронным пучком

     Работа посвящена исследованию теплопроводности плазмы, нагреваемой релятивистским электронным пучком (РЭП), и направлена на развитие открытых магнитных систем для удержания плазмы, одного из подходов к решению термоядерной проблемы. При численном моделировании начальные параметры выбирались близкими к условиям экспериментов, проводимых на установке ГОЛ-3 (ИЯФ СО РАН), которая представляет собой многопробочную термоядерную ловушку открытого типа.
     Одним из важных достижений последних лет в физике открытых ловушек стало обнаружение подавления продольной электронной теплопроводности на торцы в процессе инжекции РЭП. Возникает так называемая аномальная теплопроводность, которая в 100-1000 раз меньше по сравнению с классическими расчетами. Для объяснения абсолютной величины получаемой в эксперименте электронной температуры, динамики нагрева и распределения температуры по длине установки проводилось численное моделирование. Рассматривалось приближение бесстолкновительной плазмы, которая описывается системой уравнений Власова-Максвелла. Для моделирования бесстолкновительной плазмы использовался метод частиц-в-ячейках (PIC-метод).
     Новизна работы заключается в моделировании температуры с помощью метода частиц-в-ячейках. Трудность задачи состоит в том, что отдельные модельные частицы объединяют множество реальных частиц, поэтому возникает проблема интерпретации дисперсии функции распределения частиц по скоростям в качестве температуры.
     На данном этапе работы над задачей создан алгоритм и программа, позволяющая моделировать эффекты теплопроводности в плазме, в том числе аномальную теплопроводность, возникающую на установке ГОЛ-3. Для решения этой задачи требуется большое количество частиц в ячейке и мелкий шаг пространственной сетки, поэтому представляется разумным для ее решения использовать СуперЭВМ.

Файл тезисов: efimova_thesis.doc
Файл с полным текстом: efimova1.pdf


К списку докладов
© 1996-2017, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск